[논문 리뷰] A new, cleaner colour-magnitude diagram for the metal-rich globular cluster NGC 6528 - Velocity dispersion in the Bulge, age and proper motion of NGC 6528

S. Feltzing, R. A. Johnson|ArXiv.org|2002. 01. 22.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 29인용 수 42

한 줄 요약

허블 우주망원경 WFPC2의 두 시점 관측을 통해, 이 연구는 NGC 6528 은하단 별들을 은하 중심부 별들과 분리하기 위해 정밀한 운동량을 유도하여, 지금까지 가장 청소료운 색-등급도를 도출한다. 분석 결과 연령은 11 ± 2 Gyr, 거리는 7.2 kpc이며, 속도 분산은 중심부 운동학과 일치한다. 이는 NGC 6528이 나이가 NGC 6553과 유사하다는 것을 확인하며, 중심부에 대한 그의 운동량에 대한 첫 번째 직접 측정을 제공한다.

ABSTRACT

Using two epochs of HST/WFPC2 images of the metal-rich globular cluster NGC 6528 we derive the proper motions of the stars and use them to separate the stars belonging to NGC 6528 from those of the Galactic bulge. The stellar sequences in theresulting colour-magnitude diagram for the cluster are significantly better determined than in previously published data. From comparison of the colour-magnitude diagram with the fiducial line for NGC 6553 from Zoccali et al. (2001) we conclude that the two globular clusters have the same age. Further, using alpha-enhanced stellar isochrones, NGC 6528 is found to have an age of 11+-2 Gyr. This fitting of isochrones also give that the cluster is 7.2 kpc away from us. From the measured velocities both the proper motion of the cluster and the velocity dispersion in the Galactic bulge are found. NGC 6528 is found to have a proper motion relative to the Galactic bulge of mu_l=0.006 and mu_b=0.044 arcsec per century. Using stars with 14

연구 동기 및 목표

• 은하 중심부에 위치하고 있으며, 거리 모듈러스가 유사하기 때문에, 은하 중심부 별들에 의한 색-등급도의 심각한 오염을 해결하기 위해.
• 두 시점의 허블 우주망원경 WFPC2 관측을 이용해 NGC 6528의 별들에 대한 정밀한 운동량을 유도하여 은하 중심부 별들과 은하단 별들을 분리하기 위해.
• 운동량의 차이를 이용해 중심부 별들의 오염을 제거함으로써, NGC 6528에 대해 더 청소료운, 더 정확하게 정의된 색-등급도를 도출하기 위해.
• 등위선 피팅과 운동량 분석을 통해 NGC 6528의 절대 연령, 거리, 운동학적 성질(속도 분산 및 평균 운동량)을 결정하기 위해.
• NGC 6528의 운동학과 연령을 NGC 6553과 비교하여 중심부 역학 및 별 인구 합성 모델의 일관성을 평가하기 위해.

제안 방법

• NGC 6528 영역에 대한 두 시점의 허블 우주망원경 WFPC2 이미지를 확보하여 항성 운동량을 측정하였다.
• 두 시점의 이미지에 대해 고정밀 광도 측정을 수행하여 개별 항성의 위치와 등급을 유도하였다.
• 두 시점 간의 항성 위치를 교차 상관하여 운동량을 계산하였으며, 가장 먼 항성들을 기준으로 한 기준 프레임을 사용하였다.
• 유도된 운동량을 이용해 평균 운동량 벡터가 뚜렷하게 다른 점을 바탕으로 NGC 6528에 속하는 항성과 은하 중심부에 속하는 항성들을 분리하였다.
• 청소된 색-등급도에 α-강화된 별 등위선을 피팅하여 연령, 거리, 금속성을 결정하였다.
• 측정 오차가 지배적인 클러스터의 분산에서 관측된 분산을 분해하여 은하 중심부의 속도 분산을 측정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 금속성 높은 구형은하단 NGC 6528의 진정된 연령은 다른 은하단과의 비교 없이도 무엇인가?
• RQ2 NGC 6528의 거리 모듈러스와 물리적 거리는 얼마이며, 이는 이전 추정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 NGC 6528의 중심부에 대한 평균 운동량은 무엇이며, 이는 공간 운동에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ4 NGC 6528 방향의 은하 중심부에서의 속도 분산은 얼마이며, 이는 이전 연구와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 NGC 6528의 운동학과 등위선 피팅은 NGC 6553과 어떻게 비교되는가? 이는 그들의 연령과 금속성에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• 운동량을 이용해 중심부 별들을 분리함으로써 도출된 NGC 6528의 청소료운 색-등급도는 이전의 그림보다 훨씬 더 명확한 항성 시퀀스를 보여준다.
• 청소된 색-등급도에 α-강화된 등위선을 피팅한 결과, 은하단의 연령은 11 ± 2 Gyr로 확인되었으며, 이는 그의 절대 연령에 대한 첫 번째 직접 결정이다.
• NGC 6528까지의 거리는 7.2 kpc로 결정되었으며, 이는 이전 추정치와 일치하지만, 등위선 피팅과 적색도 보정을 통해 향상된 정밀도로 도출되었다.
• NGC 6528의 중심부에 대한 평균 운동량은 <μ_l> = 0.006 arcsec/century 및 <μ_b> = 0.044 arcsec/century로 측정되었으며, 이는 공간 속도 (U, V, W) = (-142, 303, 4) km s⁻¹에 해당한다.
• 은하 중심부의 속도 분산은 σ_l = 0.33 ± 0.03 및 σ_b = 0.25 ± 0.02 arcsec/century로 측정되었으며, 비율 σ_l/σ_b = 1.32 ± 0.16로 이는 이전 연구 및 이론 모델과 일치한다.
• 분석 결과, NGC 6528과 NGC 6553의 연령이 동일함이 확인되었으며, 적절히 정렬된 경우 색-등급도에서의 기준선이 서로 구분되지 않는다.